功能關(guān)系能量轉(zhuǎn)化與守恒定律.ppt

功能關(guān)系 能量轉(zhuǎn)化與守恒定律 高三物理備課組 2011.10.20,一、功能關(guān)系 1.內(nèi)容 (1)功是 的量度,即做了多少功就有 發(fā)生了轉(zhuǎn)化. (2)做功的過程一定伴隨著 ,而且 必通過做功來實(shí)現(xiàn).,多少能量,能量的轉(zhuǎn)化,能量的轉(zhuǎn)化,知識(shí)梳理,嘗試應(yīng)用,1如圖1，一質(zhì)量均勻的不可伸長(zhǎng)的 繩索重為G，A、B兩端固定 在天花板 上，今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力 將繩緩慢拉至D點(diǎn)，在此過程中繩索AB 的重心位置和繩索機(jī)械能將( ) A重心逐漸升高，機(jī)械能逐漸增大 B重心逐漸降低，機(jī)械能逐漸減小 C重心先降低后升高，機(jī)械能先減小后增大 D重心、機(jī)械能都始終不變,A,圖1,2.功與對(duì)應(yīng)能量的變化關(guān)系 名師點(diǎn)撥 每一種形式的能量的變化均對(duì)應(yīng)一定力的功.,重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能,機(jī)械能,內(nèi)能,電勢(shì)能,分子勢(shì)能,2.如圖所示,滑塊靜止于 光滑水平面上,與之相連的輕質(zhì) 彈簧處于自然伸直狀態(tài).現(xiàn)用恒 定的水平外力F作用于彈簧右端, 在向右移動(dòng)一段距離的過程中,拉力F做了10 J的功. 上述過程中 ( ) A.彈簧的彈性勢(shì)能增加了10 J B.滑塊的動(dòng)能增加了10 J C.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加了10 J D.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 解析 拉力F做功既增加了彈性勢(shì)能,還增加了滑塊 的動(dòng)能,A、B錯(cuò)誤;系統(tǒng)增加的機(jī)械能等于力F做的功, C對(duì),D錯(cuò).,C,嘗試應(yīng)用,二、能量守恒定律 1.內(nèi)容:能量既不會(huì)憑空消滅,也 .它 只會(huì)從一種形式 為另一種形式,或者從一個(gè) 物體 到另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程 中,能量的總量 . 2.表達(dá)式:E減= . 名師點(diǎn)撥 E增為末狀態(tài)的能量減去初狀態(tài)的能量,而E減 為初狀態(tài)的能量減去末狀態(tài)的能量.,不會(huì)憑空產(chǎn)生,轉(zhuǎn)化,保持不變,E增,轉(zhuǎn)移,針對(duì)訓(xùn)練 對(duì)于功和能,下列說法正確的是( )(不定項(xiàng)) A.功和能的單位相同,它們的概念也相同 B.做功的過程就是物體能量轉(zhuǎn)化的過程 C.做了多少功,就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化 D.各種不同形式的能可以互相轉(zhuǎn)化,且在轉(zhuǎn)化的過程中,能的總量是守恒的,BCD,3.已知貨物的質(zhì)量為m,在某段時(shí)間內(nèi)起重機(jī) 將貨物以a的加速度加速升高h(yuǎn),則在這段時(shí)間內(nèi) 敘述正確的是(重力加速度為g)( ) A.貨物的動(dòng)能一定增加mah-mgh B.貨物的機(jī)械能一定增加mah C.貨物的重力勢(shì)能一定增加mah D.貨物的機(jī)械能一定增加mah+mgh,嘗試應(yīng)用,D,圖2,BD,5.一小滑塊放在如圖543所示 的凹形斜面上，用力F沿斜面向下拉小 滑塊，小滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)了一段距離， 若已知在這一過程中，拉力F所做的功 的大小(絕對(duì)值)為A，斜面對(duì)小滑塊的作用力所做的功的大小為B，重力做功的大小為C，空氣阻力做功的大小為D.當(dāng)用這些量表達(dá)時(shí)，求：,(1)小滑塊的動(dòng)能的改變量； (2)小滑塊的重力勢(shì)能的改變量； (3)小滑塊機(jī)械能的改變量,(1)ABCD,(2)C,(3)ABD,三.摩擦力做功特點(diǎn),針對(duì)訓(xùn)練 關(guān)于摩擦力做功的下列說法中不正確的是( ) (不定項(xiàng)) A.滑動(dòng)摩擦力阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng),一定做負(fù)功 B.靜摩擦力起著阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的作用,一定不做功 C.靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功 D.系統(tǒng)內(nèi)兩物體間相互作用的一對(duì)摩擦力做功的總和恒等于零,ABCD,6如圖542所示，木塊A放在木 塊B的左端，用恒力F將A拉至B的 右端，第一次將B固定在地面上， F做功為W1，產(chǎn)生的熱量為Q1；第二次讓B可以在 光滑地面上自由滑動(dòng)，F(xiàn)做的功為W2，產(chǎn)生的熱量 為Q2，則應(yīng)有 ( ),AW1W2，Q1Q2 BW1W2，Q1Q2 CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1Q2,A,嘗試應(yīng)用,四.對(duì)能量守恒定律的理解和應(yīng)用 1.對(duì)定律的理解 (1)某種形式的能減少,一定存在其他形式的能 增加,且減少量和增加量一定相等. (2)某個(gè)物體的能量減少,一定存在其他物體的 能量增加,且減少量和增加量一定相等. 這也是我們列能量守恒定律方程式的兩條基本 思路. 2.應(yīng)用定律解題的步驟 (1)分清有多少形式的能如動(dòng)能、勢(shì)能(包括重 力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能)、內(nèi)能等在變化.,7NBA籃球賽非常精彩，吸引了眾多觀眾經(jīng)常有這樣的場(chǎng)面：在終場(chǎng)前0.1 s，運(yùn)動(dòng)員把球投出且準(zhǔn)確命中，獲得比賽的勝利如果運(yùn)動(dòng)員投籃過程中對(duì)籃球做功為W，出手高度(相對(duì)地面)為h1，籃筐距地面高度為h2，球的質(zhì)量為m，空氣阻力不計(jì)，則籃球進(jìn)筐時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式是 ( ) AWmgh1mgh2 BWmgh2mgh1 Cmgh1mgh2W Dmgh2mgh1W,A,嘗試應(yīng)用,8.如圖所示,分別用恒力F1F2先后將質(zhì)量為m的物體由靜止開始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至頂端,兩次所用時(shí)間相同,第一次力F1沿斜面向上,第二次力F2沿水平方向,則兩個(gè)過程( ),A.合外力做的功相同 B.物體機(jī)械能變化量相同 C.F1做的功與F2做的功相同 D.F1做的功比F2做的功多,解析:兩次物體運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間相等,則兩次的加速度相等,末速度也應(yīng)相等,則物體的機(jī)械能變化量相等,合力做功也應(yīng)相等,用F2拉物體時(shí),摩擦力做功多些,兩次重力做功相等,由動(dòng)能定理知,用F2拉物體時(shí)拉力做功多.,答案:AB,9.如圖所示,傳送帶與水平面之間的夾角為=30,其上AB兩點(diǎn)間的距離為 l=5 m,傳送帶在電動(dòng)機(jī)的 帶動(dòng)下以v=1 m/s的速度 勻速運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將一質(zhì)量為 m=10 kg的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶的A點(diǎn),已知小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 在傳送帶將小物體從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的過程中,求:,(1)傳送帶對(duì)小物體做的功. (2)電動(dòng)機(jī)做的功.(g取10 m/s2),解析:(1)根據(jù)牛頓第二定律知, mgcos-mgsin=ma. 可得a=g=2.5 m/s2. 當(dāng)物體的速度為1 m/s時(shí),位移為l1= =0.2 m. 即物體勻速運(yùn)動(dòng)了4.8 m. 由功能關(guān)系可得W=Ek+Ep=255 J.,(2)電動(dòng)機(jī)做功使小物體機(jī)械能增加,同時(shí)小物體與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生熱能Q. 而由v=at,得t=0.4 s. 相對(duì)位移為l=vt-l1=0.2 m, 摩擦生熱Q=Ffl=mglcos=15 J. 故電動(dòng)機(jī)做的功為270 J.,答案:(1)255 J (2)270 J,10.如圖所示，某人乘雪橇沿雪坡經(jīng)A點(diǎn)滑至B點(diǎn)，接著沿水平路面滑至C點(diǎn)停止人與雪橇的總質(zhì)量為70 kg.表中記錄了沿坡滑下過程中的有關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)解決下列問題：(g10 m/s2),(1)人與雪橇從A到B的過程中，損失的機(jī)械能為多少？ (2)設(shè)人與雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小,嘗試應(yīng)用,11.如圖10所示,有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m=1 kg的小物塊,從光滑平臺(tái)上的A點(diǎn)以v0=2 m/s 的初速度水平拋出,到達(dá)C點(diǎn)時(shí),恰好沿C點(diǎn)的切線方向進(jìn)入固定在水平地面上的光滑圓弧軌道,最后小物塊滑上緊靠軌道末端D 點(diǎn)的質(zhì)量為M=3 kg的長(zhǎng)木板.已知木板上表面與圓弧軌道末端切線相平,木板下表面與水平地面之間光滑,小物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.3,圓弧軌道的半徑為R=0.4 m,C點(diǎn)和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角=60,不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2. 求:,(1)小物塊剛要到達(dá)圓弧軌道末端D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力. (2)要使小物塊不滑出長(zhǎng)木板,木板的長(zhǎng)度L至少多大?,圖10,解析 (1)小物塊在C點(diǎn)時(shí)的速度為 小物塊由C到D的過程中,由動(dòng)能定理得,代入數(shù)據(jù)解得 小球在D點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律得 代入數(shù)據(jù)解得FN=60 N 由牛頓第三定律得FN=FN=60 N 方